ITMI20110743A1 - Moka elettrica e metodo di controllo del suo processo di infusione - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad una moka elettrica e ad un metodo per il controllo del suo processo di infusione.

Una moka elettrica come noto comprende una caldaia per l’acqua in cui à ̈ posizionabile un filtro ad imbuto di contenimento della carica di caffà ̈, un elemento resistivo di riscaldamento elettrico della caldaia, ed un raccoglitore della bevanda impegnabile con la caldaia.

Il principio di funzionamento, come noto, prevede che la pressione del vapore prodotto in caldaia spinga l’acqua verso il basso per farla risalire attraverso il filtro ad imbuto e realizzare così l’infusione della carica di caffà ̈ in esso contenuta.

Come noto l’efficienza del processo di infusione à ̈ fortemente influenzata da alcuni parametri operativi quali la pressione, la temperatura e la velocità dell’acqua che bagna e transita attraverso la carica di caffà ̈.

Inoltre il processo di infusione può essere influenzato dalle caratteristiche intrinseche della carica di caffà ̈, in particolare dal grado di macinatura della polvere di caffà ̈, dal grado di pressatura e dallo spessore della carica di caffà ̈.

Per l’ottimizzazione del processo di infusione si deve tenere conto che nella fase iniziale à ̈ importante non solo che l’acqua venga portata in ebollizione nel minore tempo possibile, ma anche che la bagnatura iniziale della carica di caffà ̈ avvenga nel modo più uniforme possibile evitando la formazione di percorsi d’acqua preferenziali all’interno della carica di caffà ̈ che penalizzerebbero la capacità di estrazione dell’aroma.

In particolare deve essere notato che nella suddetta fase di bagnatura della carica di caffà ̈ à ̈ importante limitare l’irruenza del flusso d’acqua per ridurre al minimo o eliminare la formazione di percorsi d’acqua preferenziali.

Compito tecnico che si propone la presente invenzione à ̈, pertanto, quello di realizzare una moka elettrica ed un metodo di controllo del suo processo di infusione che consentano di eliminare gli inconvenienti tecnici lamentati della tecnica nota.

Nell’ambito di questo compito tecnico uno scopo dell’invenzione à ̈ quello di realizzare un metodo di controllo del processo di infusione di una moka elettrica che consenta l’ottimizzazione della sua efficienza anche al variare delle caratteristiche intrinseche della carica di caffà ̈ utilizzata per l’infusione.

Un altro scopo dell’invenzione à ̈ quello di realizzare un metodo di controllo del processo di infusione di una moka elettrica che si adatti versatilmente per la produzione della bevanda con l’aroma di volta in volta desiderato.

Il compito tecnico, nonché questi ed altri scopi, secondo la presente invenzione vengono raggiunti realizzando un metodo di controllo del processo di infusione di una moka elettrica presentante almeno un elemento resistivo di riscaldamento elettrico della caldaia, caratterizzato dal fatto di suddividere il processo di infusione in una prima fase di bollitura in cui l’acqua nella caldaia viene portata nell’intorno della temperatura di ebollizione, una seconda fase di preinfusione in cui la carica di caffà ̈ contenuta nel filtro a forma di imbuto viene bagnata, ed una terza fase di estrazione in cui l’acqua attraversa la carica di caffà ̈ precedentemente bagnata per l’estrazione dell’essenza aromatica, e pilotare detto almeno un elemento di riscaldamento in modo tale da eseguire la prima fase con un primo valore del rapporto tra il suo tempo di attivazione ad un livello di potenza e la durata della prima fase, la seconda fase con un secondo valore del rapporto tra il suo tempo di attivazione a detto livello di potenza e la durata della seconda fase, e la terza fase con un terzo valore del rapporto tra il suo tempo di attivazione a detto livello di potenza e la durata della terza fase, essendo detto secondo valore inferiore a detto terzo valore che a sua volta à ̈ inferiore a detto primo valore.

Vantaggiosamente à ̈ possibile pilotare e personalizzare l’alimentazione elettrica dell’elemento di riscaldamento durante le varie fasi del processo di infusione per ottimizzare l’efficienza del processo di infusione in tutte le sue fasi ed adattarlo versatilmente alle differenti necessità.

Nella prima fase l’alimentazione elettrica dell’elemento di riscaldamento viene pilotata in modo tale da portare l’acqua in ebollizione nel più breve tempo possibile ma senza bagnare la carica di caffà ̈.

Nella seconda fase l’alimentazione elettrica dell’elemento di riscaldamento viene pilotata in modo tale che l’acqua possa effettuare la bagnatura uniforme della carica di caffà ̈ alla corretta temperatura e pressione.

In particolare la seconda fase di bagnatura preferibilmente viene effettuata sfruttando al massimo grado l’energia termica trasmessa all’acqua nella prima fase di bollitura.

Nella terza fase di infusione viene modulata l’erogazione di energia termica da parte dell’elemento riscaldante in modo tale che l’acqua possa effettuare l’infusione uniforme della carica di caffà ̈ alla corretta velocità di avanzamento, in particolare ad una velocità coerente con il tipo di caffà ̈ desiderato (velocità minore per avere una maggiore capacità estrattiva e quindi un caffà ̈ più corposo, velocità maggiore per avere un caff.à ̈ più leggero).

Altre caratteristiche della presente invenzione sono definite, inoltre, nelle rivendicazioni successive.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita ma non esclusiva del metodo di controllo del processo di infusione di una moka elettrica secondo il trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo nei disegni allegati, in cui:

la figura 1 mostra una moka elettrica il cui processo di infusione à ̈ controllabile con il metodo conforme all’invenzione; e

la figura 2 mostra un grafico di un possibile controllo dell’elemento di riscaldamento, in cui la potenza elettrica di pilotaggio (indicata in ordinate con P) dell’elemento di riscaldamento à ̈ visualizzata in funzione del tempo (indicato in ascisse con t), nelle tre fasi del processo di infusione.

Con riferimento alla figura 1, la moka elettrica 1 comprende in modo noto una caldaia 2 presentante un elemento resistivo di riscaldamento elettrico (non mostrato) nel caso specifico integrato nel fondo 7 della caldaia 2, un filtro ad imbuto (non mostrato) di contenimento della carica di caffà ̈, alloggiabile nella caldaia 2, un serbatoio 3 della bevanda, impegnabile con la caldaia 2, ed una base 4 di supporto della caldaia 2, presentante il pannello di controllo 5, il controllore elettronico (non mostrato) ed il connettore elettrico 6 per l’alimentazione elettrica dell’elemento di riscaldamento.

Vantaggiosamente il processo di infusione à ̈ suddiviso in una prima fase di bollitura in cui l’acqua nella caldaia viene portata ad ebollizione, una seconda fase di preinfusione in cui la carica di caffà ̈ contenuta nel filtro a forma di imbuto viene bagnata, ed una terza fase di estrazione in cui l’acqua attraversa la carica di caffà ̈ precedentemente bagnata per l’estrazione dell’essenza aromatica. Uno degli aspetti salienti dell’invenzione consiste nel fatto che l’elemento di riscaldamento à ̈ pilotato in modo tale da eseguire la prima fase con un primo valore del rapporto tra il suo tempo di attivazione ad un livello di potenza e la durata della prima fase, la seconda fase con un secondo valore del rapporto tra il suo tempo di attivazione a detto livello di potenza e la durata della seconda fase, e la terza fase con un terzo valore del rapporto tra il suo tempo di attivazione a detto livello di potenza e la durata della terza fase, ed in particolare il secondo valore à ̈ inferiore al terzo valore che a sua volta à ̈ inferiore al primo valore.

Preferibilmente per mantenere una elevata semplicità costruttiva la moka presenta mezzi di alimentazione dell’elemento di riscaldamento ad un solo livello di potenza.

Di seguito faremo riferimento alle seguenti grandezze:

T1a = tempo di attivazione dell’elemento di riscaldamento al livello unico di potenza nella prima fase

T1 = durata della prima fase

T2a = tempo di attivazione dell’elemento di riscaldamento al livello unico di potenza nella seconda fase

T2 = durata della seconda fase

T3a = tempo di attivazione dell’elemento di riscaldamento al livello unico di potenza nella terza fase

T3 = durata della terza fase

Il metodo di controllo dell’invenzione prevede quindi che T1a/T1 >T3a/T3>T2a/T2.

Preferibilmente durante la prima fase di bollitura l’elemento di riscaldamento à ̈ permanentemente attivato a detto livello unico di potenza (T1a/T1=1).

E’ preferibile che nella seconda fase il tempo di attivazione dell’elemento di riscaldamento sia inferiore al suo tempo di disattivazione ed al limite che l’elemento di riscaldamento non si attivato, o in altre parole che T2a/T2<0,5 ed al limite T2a/T2=0. E’ altresì preferibile che nella terza fase il tempo di attivazione dell’elemento di riscaldamento sia superiore al suo tempo di disattivazione, o in altre parole che T3a/T3>0,5.

Preferibilmente durante la terza fase di estrazione l’elemento di riscaldamento à ̈ attivato ad impulsi di potenza di uguale durata che in particolare si susseguono ad intervalli di tempo regolari.

Se attivato anche durante la seconda fase, preferibilmente anche in questo caso l’elemento di riscaldamento à ̈ attivato ad impulsi di potenza di uguale durata che in particolare si susseguono ad intervalli di tempo regolari.

La prima fase può avere una durata variabile definita di volta in volta dal conseguimento di una determinata temperatura dell’acqua oppure può avere una durata fissa o di volta in volta impostabile dall’utente prima dell’esecuzione del processo di infusione.

Nel caso in cui la prima fase abbia una durata variabile definita di volta in volta dal conseguimento di una determinata temperatura dell’acqua, la moka elettrica presenta un sensore di temperatura associato alla caldaia e collegato al controllore elettronico. Nella sostanza al conseguimento in caldaia di una temperatura determinata nell’intorno della temperatura di ebollizione dell’acqua il sensore segnala al controllore elettronico la fine della prima fase in modo tale che il controllore elettronico commuta il programma di pilotaggio dell’elemento di riscaldamento conformandolo a quello previsto per la seconda fase.

Il computo della durata della prima fase tramite un sensore di temperatura, a fronte di una modesta complicazione costruttiva, consente un più preciso ed efficace controllo della prima fase del processo di infusione indipendentemente da molte variabili operative tra cui la potenza dell’elemento di riscaldamento e/o la quantità di acqua in caldaia.

Anche la seconda fase e la terza fase hanno preferibilmente una durata di volta in volta impostabile prima dell’esecuzione del processo di infusione.

L’impostazione della durata della prima e/o seconda e/o terza fase à ̈ comunque sempre modificabile al variare delle condizioni operative.

Nel caso in cui le fasi hanno durata impostata prima dell’esecuzione del processo di infusione, il computo della loro durata à ̈ affidato ad un timer opportunamente collegato al controllore elettronico.

Preferibilmente le fasi si succedono tra di loro senza soluzione di continuità, vale a dire che il termine di una fase coincide con l’inizio della fase successiva.

Nel programma di pilotaggio dell’elemento di riscaldamento di figura 2 si prevede per la moka un processo di infusione della durata complessiva di 200 secondi per una quantità di acqua pari a 120 centilitri.

La carica di caffà ̈ considerata presenta un determinato grado di macinatura, una determinata pressatura ed un determinato spessore. La prima fase di bollitura ha una durata T1 impostata di 70 secondi, la seconda fase di bagnatura ha una durata T2 impostata di 60 secondi e la terza fase di infusione ha una durata T3 impostata di 70 secondi.

Durante tutta la prima fase l’elemento di riscaldamento à ̈ permanentemente attivato ad un livello di potenza P di 550 Watt. T1a à ̈ pari a T1.

Durante tutta la seconda fase l’elemento di riscaldamento à ̈ permanentemente disattivato (T2a=0).

Durante la terza fase l’elemento di riscaldamento à ̈ attivato ad impulsi di potenza di 550 Watt, in particolare un treno di 18 impulsi di potenza di durata (indicata con T3an) pari a 2,5 secondi ciascuno e distanziati di 1,5 secondi l’uno dall’altro. T3a à ̈ pari a 18xT3an.

Naturalmente questi parametri di pilotaggio dell’elemento di riscaldamento possono essere modificati dall’utente al variare delle condizioni operative e dell’aroma desiderato.

In particolare il controllore elettronico della moka può portare in memoria una serie di programmi di pilotaggio dell’elemento di riscaldamento che l’utente può selezionare tramite un pulsante appositamente previsto sul panello di controllo.

Ad esempio nel caso in cui la carica di caffà ̈ presenti, rispetto a quella appena considerata, un grado di macinatura maggiore e/o una pressatura maggiore e/o uno spessore maggiore, à ̈ auspicabile attivare l’elemento di riscaldamento anche durante la seconda fase per agevolare la bagnatura completa e uniforme della carica di caffà ̈, così come à ̈ auspicabile aumentare la durata dei singoli impulsi di potenza durante la terza fase per favorire l’avanzamento dell’acqua.

Il metodo di controllo del processo di infusione conforme alla presente invenzione si basa sul pilotaggio dell’elemento resistivo di riscaldamento elettrico per il controllo della temperatura, pressione e velocità di avanzamento dell’acqua nelle varie fasi costitutive del processo di infusione.

Ciò viene realizzato attivando ad un livello di potenza e disattivando ad hoc l’elemento resistivo di riscaldamento elettrico durante le varie fasi del processo per modulare l’energia termica all’interno della caldaia che fa portare l’acqua a determinati valori di temperatura e pressione.

La moka elettrica consente di ottenere bevande con aromi differenti semplicemente variando singolarmente o in combinazione tra di loro la durata delle varie fasi e/o in ciascuna fase il rapporto tra il tempo in cui l’elemento di riscaldamento à ̈ attivato ad un livello di potenza ed il tempo in cui non à ̈ attivato.

La moka elettrica ed il metodo di controllo del suo processo di infusione così concepiti sono suscettibili di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica i materiali utilizzati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi a secondo delle esigenze e dello stato della tecnica.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo di controllo del processo di infusione di una moka elettrica (1) presentante almeno un elemento resistivo di riscaldamento elettrico della caldaia (2), caratterizzato dal fatto di suddividere il processo di infusione in una prima fase di bollitura in cui l’acqua nella caldaia (2) viene portata nell’intorno della temperatura di ebollizione, una seconda fase di preinfusione in cui la carica di caffà ̈ contenuta nel filtro a forma di imbuto viene bagnata, ed una terza fase di estrazione in cui l’acqua attraversa la carica di caffà ̈ precedentemente bagnata per l’estrazione dell’essenza aromatica, e pilotare detto almeno un elemento resistivo di riscaldamento elettrico in modo tale da eseguire la prima fase con un primo valore del rapporto (T1a/T1) tra il suo tempo di attivazione (T1a) ad un livello di potenza e la durata (T1) della prima fase, la seconda fase con un secondo valore del rapporto (T2a/T2) tra il suo tempo di attivazione (T2a) a detto livello di potenza e la durata (T2) della seconda fase, e la terza fase con un terzo valore del rapporto (T3a/T3) tra il suo tempo di attivazione (T3a) a detto livello di potenza e la durata (T3) della terza fase, essendo detto secondo valore (T2a/T2) inferiore a detto terzo valore (T3a/T3) che a sua volta à ̈ inferiore a detto primo valore (T1a/T1).
2. 2. Metodo di controllo del processo di infusione di una moka elettrica (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto di prevedere un unico livello di potenza elettrica a cui à ̈ attivabile detto elemento di riscaldamento.
3. 3. Metodo di controllo del processo di infusione di una moka elettrica (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che durante detta prima fase di bollitura detto elemento di riscaldamento à ̈ permanentemente attivato.
4. 4. Metodo di controllo del processo di infusione di una moka elettrica (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che durante detta terza fase di estrazione detto elemento di riscaldamento à ̈ attivato con un treno di impulsi di potenza.
5. 5. Metodo di controllo del processo di infusione di una moka elettrica (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto treno di impulsi di potenza ha durata complessiva tale che il tempo di attivazione (T3) dell’elemento di riscaldamento à ̈ superiore al tempo di disattivazione dell’elemento di riscaldamento.
6. 6. Metodo di controllo del processo di infusione di una moka elettrica (1) secondo una qualunque rivendicazione 4 e 5, caratterizzato dal fatto che detti impulsi di potenza durante detta terza fase sono di uguale durata.
7. 7. Metodo di controllo del processo di infusione di una moka elettrica (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detti impulsi di potenza durante detta terza fase si susseguono ad intervalli di tempo regolari.
8. 8. Metodo di controllo del processo di infusione di una moka elettrica (1) secondo qualunque rivendicazione da 2 a 7, caratterizzato dal fatto che durante detta seconda fase di preinfusione detto elemento di riscaldamento à ̈ permanentemente disattivato.
9. 9. Metodo di controllo del processo di infusione di una moka elettrica (1) secondo una qualunque rivendicazione da 2 a 7, caratterizzato dal fatto che durante detta seconda fase di estrazione detto elemento di riscaldamento à ̈ attivato con un treno di impulsi di potenza di durata complessiva tale che il tempo di attivazione (T2) dell’elemento di riscaldamento à ̈ inferiore al tempo di disattivazione dell’elemento di riscaldamento.
10. 10. Metodo di controllo del processo di infusione di una moka elettrica (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detti impulsi di potenza durante detta seconda fase sono di uguale durata.
11. 11. Metodo di controllo del processo di infusione di una moka elettrica (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detti impulsi di potenza durante detta seconda fase si susseguono ad intervalli di tempo regolari.
12. 12. Metodo di controllo del processo di infusione di una moka elettrica (1) secondo qualunque rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che la prima fase ha una durata variabile definita dal conseguimento di una temperatura dell’acqua preimpostata.
13. 13. Metodo di controllo del processo di infusione di una moka elettrica (1) secondo qualunque rivendicazione da 1 a 11, caratterizzato dal fatto che la prima, la seconda e la terza fase hanno una durata fissa o impostata dall’utente prima dell’esecuzione del processo di infusione.
14. 14. Moka elettrica caratterizzata (1) dal fatto di presentare un controllore elettronico per pilotare l’attivazione di almeno un elemento resistivo di riscaldamento per l’esecuzione di un metodo conforme ad una qualunque rivendicazione precedente.
15. 15. Moka elettrica (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzata dal fatto che al controllore elettronico à ̈ collegato un sensore di temperatura e/o ad un timer per il computo della durata della prima, seconda e terza fase.